專利名稱：線性壓縮機汽缸和缸蓋結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及線性壓縮機，尤其涉及適用于蒸氣壓縮致冷系統中的類型的線性壓縮機。
背景技術：
用于蒸氣壓縮致冷系統中的類型的線性壓縮機是現有技術中很多文獻的主題。一篇這種文獻是我們的待決PCT專利申請PCT/NZ2004/000108。該文獻的說明書描述了關于壓縮機的多種研發成果，其中許多成果尤其適用于線性壓縮機。本發明涉及對比如在上述專利申請中描述的壓縮機實施例的進一步改進。因此，上述專利申請提供了一種本發明可以適用的通用范例。然而，本發明也可在本申請中公開的線性壓縮機具體實施例的范圍之外應用。本領域的技術人員將會意識到本文的思想通用于如在現有技術中見到的線性壓縮機的其他實施例。
本發明涉及汽缸部件和缸蓋組件。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有尤其適用于線性壓縮機的改進特征的汽缸和汽缸蓋組件，或至少為本行業提供一種有用的選擇。
在第一方面，本發明可以寬泛地認為是一種用于線性壓縮機的汽缸和缸蓋組件，包括汽缸殼架(cylinder chassis)，汽缸殼架包括限定在一端的汽缸蓋空間和沿軸線遠離所述汽缸蓋空間延伸的汽缸空間的內表面，所述汽缸空間至少基本上是圓柱形，從所述汽缸蓋空間的出口經過所述汽缸殼架的壁；在兩端敞開、且位于所述構架內的圓柱形汽缸套，使所述汽缸套的外表面緊靠所述殼架的所述內表面的汽缸空間限定部分嚙合；形成所述汽缸套的壓縮端與所述缸蓋空間之間的屏障的閥板，所述閥板被嚙合在所述汽缸殼架與所述汽缸套之間，以使所述閥板緊靠所述汽缸套的敞開端定位。
根據本發明的另一方面，所述汽缸殼架延伸超過所述汽缸套的另一端，且可以承載例如線性電動機的定子部件。或者，所述汽缸殼架可以在所述汽缸套端部中間終止，僅覆蓋所述汽缸套外表面的一部分。在這種情況下，分離的汽缸部件構架固定在所述汽缸套的所述另一端，例如采用干涉摩擦裝配。所述汽缸部件構架可以承載線性電動機的定子部件。
根據本發明的另一方面，所述閥板不固定到所述汽缸套上，而是可以例如通過軟釬焊或硬釬焊、或通過粘結劑固定。
根據本發明的另一方面，所述汽缸套是干涉裝配在所述殼架內，且通過摩擦保持在位。
根據本發明的另一方面，所述殼架包括在所述內表面的所述汽缸限定部分與所述內表面的所述缸蓋限定部分之間過渡部處的凸肩或多個凸肩，且所述閥板壓在一側的所述凸肩或多個凸肩與在另一側的所述汽缸套的環形端之間。
所述凸肩可以是環形的，或者可以是環形的一系列向內伸出的凸肩。所述凸肩可以直接壓靠在所述閥板的面上，或者可以經中間元件壓靠在閥板的面上，比如彈性彈簧或墊圈。墊圈可以插入所述汽缸套的環形端和閥板之間。
所述閥板可以包括組裝到它上面的一個或多個閥部件。
在所述汽缸殼架內表面或所述汽缸套外表面上的一條或多條槽可以形成供應通道，以向形成在汽缸套內的氣體軸承端口供應壓縮氣體。優選的是，這些槽位于汽缸套的外表面上，例如，如我們的PCT申請WO02/35093中所述。在這種情況下，優選一個或多個缺口設置在閥板的周邊上，以便在壓縮氣體排出空間和缸蓋之間形成流動路徑以及在所述殼架和缸套之間形成氣體軸承供應通道。
在另一方面，本發明可以寬泛地認為是一種致冷系統壓縮機，包括密封殼體、和在所述密封殼體內的線性壓縮機，所述壓縮機包括至少部分如前述一或多個段落限定的汽缸部件組件，包括用于在所述汽缸套限定的汽缸內往復運動的活塞的活塞部件，和用于驅動活塞部件和汽缸部件之間的往復運動的線性電動機，所述線性壓縮機被懸掛以便在所述密封殼體內運行。
在另一方面，本發明可以寬泛地認為是一種制造線性壓縮機的方法，為了組裝汽缸和缸蓋部分，包括如下步驟通過溫差使汽缸殼架相對于汽缸套部件膨脹；
將形成屏障的閥板經其敞開端插入所述汽缸殼架內；將所述汽缸套部件經所述敞開端插入所述汽缸殼架內，以便將所述閥板嚙合在收縮汽缸套端部與所述汽缸殼架之間，從而在所述汽缸的壓縮端和被所述汽缸殼架圍繞的缸蓋空間之間形成屏障；使所述汽缸套保持在該位置，直到所述汽缸殼架和所述汽缸套隨著所述溫差的減小而嚙合。
對于本發明涉及領域的技術人員來說，可以給他們許多結構上的變化以及區別很大的本發明實施例和應用提示，而不脫離如所附權利要求中限定的本發明范圍。本文的公開和描述僅是說明性的，而決不是限制。
圖1是一種致冷壓縮機的剖面側視圖，該壓縮機具有包括根據一個優選實施例的本發明的汽缸部件組件。
圖2是根據本發明的一個優選實施例的汽缸部件的汽缸蓋端部的外部透視圖。
圖3是根據本發明的一個實施例的圖2的汽缸部件部分的剖面側視圖。
圖4是根據本發明的另一實施例的圖2的汽缸部件部分的剖面側視圖。
具體實施例方式
參照圖1，用于蒸氣壓縮致冷系統的壓縮機包括支撐在殼體2內的線性壓縮機1。通常，殼體2是密封的，且包括氣體入口3和壓縮氣體出口4。未經壓縮的氣體在圍繞壓縮機1的殼體內流動。這些未經壓縮的氣體在吸氣沖程中被吸入到壓縮機中，在壓縮沖程時在活塞頂14與閥板5之間被壓縮，然后經由排氣閥6排出到壓縮氣體集管7中。壓縮氣體經由軟管8從集管7排出到殼體的出口4。為了降低排氣管8的剛度效應，該管優選布置為與所述壓縮機往復軸線橫切的圈型或螺旋型。
到壓縮空間的進氣可以通過所述活塞(在頂部有孔和閥)或通過所述缸蓋，分成包括吸氣和排氣集管和閥。
寬泛地說，所示線性壓縮機1具有通過主彈簧連接的汽缸部件和活塞部件。所述汽缸部件包括汽缸殼架10、汽缸蓋11、閥板5和汽缸套12。所述汽缸部件還包括用于線性電動機的定子部件15。汽缸部件遠離汽缸蓋11的端部18將主彈簧相對于汽缸部件安裝。在所示實施例中，主彈簧是盤簧19和板簧20的組合。
活塞部件包括具有側壁24和頂部14的中空活塞22。桿26連接在頂部14與用于線性電動機電樞17的支撐本體30之間。桿26具有大約在中空活塞22中心處的柔性部分28。線性電動機電樞17包括永磁材料(如鐵氧體或釹)本體，永磁材料本體已被磁化以提供一個或多個與活塞在汽缸套內往復運動軸線橫切的磁極。遠離活塞22的電樞支撐本體30的端部32與主彈簧19，20連接。
線性壓縮機1在殼體2內安裝在多個懸掛彈簧上，從而使其與殼體隔離。在使用過程中，線性壓縮機的較大外部本體、汽缸部件將沿汽缸部件內的活塞部件往復運動的軸線振動。在優選的壓縮機中，與汽缸部件相比，活塞部件特意保持非常輕，而使汽缸部件的振動與活塞部件和汽缸部件之間的往復運動相比較小。在所示形式中，線性壓縮機安裝在通常位于周邊的一組四個懸掛彈簧31上。另一種懸掛彈簧配置方式在PCT/NZ2004/000108中示出。每一懸掛彈簧的端部裝配在彈性緩沖器上，緩沖器在每一彈簧的一端與線性壓縮機1連接、在每一彈簧的另一端與壓縮機殼體連接。
現在簡要描述本發明的改進的缸蓋組件適用類型的線性壓縮機。然而，應當理解，本發明的用途并不僅限于所示類型和結構的線性壓縮機。改進是可通用的。
本發明提供了一種線性壓縮機的汽缸和汽缸蓋部分的制造方式，該方式減少了所包括的部件、且改進了連接的可靠性，從而改善了制造、成本和壓縮機的可靠性。圖1所示的線性壓縮機的相關部分在圖2和3中進一步示出。在圖4中示出了輕微的變體。
在這種制造方式中，缸蓋罩包括在汽缸部件10的主殼架元件中。優選的是，它作為整體部件而包括，例如在制造構架時與構架的其余部分整體鑄成。因此，缸蓋11看起來象包圍汽缸本體35的一端的帽子。
閥板在汽缸殼架內固定在位，以使汽缸殼架中空間的缸蓋部分與汽缸殼架中空間的汽缸部分分開。閥板至少包括排氣閥孔，優選的是帶有固定在一側的排氣閥。
所述殼架的汽缸部分35的內表面優選是圓柱形的，閥板的外周邊優選是圓形的、且尺寸選擇成可以緊密地裝配在圓柱形表面內。
汽缸套12具有尺寸選擇成可以干涉裝配在汽缸部分35的內表面內的圓柱形外表面。這樣當汽缸套12和汽缸殼架的圓柱形部分35在相同或類似的溫度、且汽缸套12位于汽缸殼架內適當位置時，所述兩部件緊密地嚙合，而不需要進一步裝配或緊固。
閥板5的周邊嚙合在汽缸套12的端部37與汽缸殼架之間。優選的是，汽缸殼架包括環形凸肩39，且環形凸肩39和汽缸套的端部37直接嚙合閥板周邊38的相對側。替代地，可以繞閥板的周邊設置多個凸肩部分，或者可以在汽缸殼架與閥板5之間或者汽缸套12與閥板5之間設置中間間隔件。
閥板5可以具有在周邊38上的環形切除部40，以接納汽缸套12的端部。
在圖4中示出了包括中間間隔件的實施例。在該實施例中，間隔件不是簡單的圓柱形環或類似物。代之以間隔件是環形彈簧42。彈簧42和閥板5均在汽缸殼架與汽缸套之間嚙合。環形彈簧42抵靠凸肩39和閥板5的周邊38。
墊圈43可以包括在組件中，例如圖4所示，墊圈被夾在閥板5的周邊38與汽缸套12的端部37之間。墊圈可以繞閥板周邊設置在切除部40內。
壓縮機的這一部件的優選組裝方法包括加熱汽缸殼架(通常是鑄鋁合金)，然后將閥板放在圓柱形凹腔內抵靠凸肩39。在圖4實施例的情況下，首先插入彈簧間隔件。然后將汽缸套12強力推入圓柱形凹腔中抵靠閥板，并保持在那里直到汽缸在其上收縮。采用合理的制造公差，可以穩定地實現這一過程，且通過將汽缸殼架加熱到約250℃并使汽缸套保持室溫，實現汽缸套12與汽缸殼架之間非常有效的嚙合。
這種制造方式可以取消許多部件，否則要用缸蓋罩和其它螺栓或緊固件來固定，且可以消除通過缸蓋與汽缸端部之間的任一墊圈的潛在泄漏路徑。在本發明的壓縮機中，從缸蓋的唯一泄漏路徑可以繞閥板返回進入汽缸內的壓縮空間。
本發明的汽缸部件組件優選用于在缸蓋組件中僅有排氣閥的情況，其中用于壓縮機的吸氣閥包括在活塞的頂部，氣體通過活塞本體進入。然而，所述制造方式也可用于通過汽缸蓋進行吸氣和排氣的情況，但需要特別注意在缸蓋圍殼內吸氣側與排氣側之間的任何分開處確保足夠的密封。
其中彈簧位于閥板與汽缸殼架之間的圖4實施例，確保對于汽缸構架內的缸套12插入位置有較大誤差的情況下有效的夾持壓力。這種配置具有附加優點，即如果在運行過程中活塞與閥板相撞，閥板可以稍稍提升。這樣可以減少碰撞噪音和對活塞面的任何損害、以及活塞與線性電動機電樞之間的泄漏。
本發明的配置與缸蓋或蓋子是螺栓或其他方式固定到汽缸部件構架上的分離元件的通常配置不同，閥板的邊緣通常被夾在汽缸部件構架端部與缸蓋或蓋子端部之間。
權利要求
1.一種用于線性壓縮機的汽缸和汽缸蓋組件，包括汽缸殼架，汽缸殼架包括限定在一端的汽缸蓋空間和沿軸線遠離所述汽缸蓋空間延伸的汽缸空間的內表面，所述汽缸空間至少大體是圓柱形，從所述汽缸蓋空間的出口經過所述汽缸殼架的壁；在兩端敞開、且位于所述構架內的圓柱形汽缸套，使所述汽缸套的外表面緊靠所述殼架的所述內表面的汽缸空間限定部分嚙合；以及形成所述汽缸套的壓縮端與所述缸蓋空間之間的屏障的閥板，所述閥板被嚙合在所述汽缸殼架與所述汽缸套之間，以使所述閥板緊靠所述汽缸套的敞開端定位。
2.如權利要求1所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述汽缸殼架延伸超過所述汽缸套的另一端。
3.如權利要求1所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述汽缸殼架在所述汽缸套端部的中間終止，以僅覆蓋所述汽缸套的外表面的一部分。
4.如權利要求3所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，分離的汽缸部件構架固定在所述汽缸套的另一端上。
5.如權利要求4所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述汽缸部件構架利用干涉摩擦裝配固定在所述汽缸套的另一端上。
6.如權利要求4或5之一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述汽缸部件構架承載線性電動機的定子部件。
7.如權利要求1至6任一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述閥板不固定到所述汽缸套上。
8.如權利要求1至7任一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述汽缸套是干涉裝配在所述殼架內，且通過摩擦保持在位。
9.如權利要求1至8任一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述殼架包括在所述內表面的所述汽缸限定部分與所述內表面的所述缸蓋限定部分之間過渡部處的凸肩或多個凸肩，且所述閥板在相對側壓在所述凸肩或多個凸肩與所述汽缸套的環形端之間。
10.如權利要求9所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述凸肩是環形的。
11.如權利要求9所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述凸肩是環形的一系列向內伸出的凸肩。
12.如權利要求9至11任一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述凸肩直接壓靠在所述閥板的面上。
13.如權利要求9至11任一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述凸肩經中間元件壓靠在閥板的面上。
14.如權利要求13所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述中間元件是墊圈或彈性彈簧。
15.如權利要求13所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，墊圈設置在所述汽缸套的環形端與閥板之間。
16.如權利要求1至15任一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，所述閥板包括組裝到它上面的一個或多個閥部件。
17.如權利要求1至16任一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，在所述汽缸殼架內表面或所述汽缸套外表面上的一條或多條槽形成供應通道，以向形成在汽缸套內的氣體軸承端口供應壓縮氣體。
18.如權利要求17所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，這些槽設置在所述汽缸套的外表面上。
19.如權利要求17或18之一所述的汽缸和汽缸蓋組件，其特征在于，一個或多個缺口設置在閥板的周邊上，以便在壓縮氣體排出空間與缸蓋之間形成流動路徑、以及在所述殼架與缸套之間形成氣體軸承供應通道。
20.一種致冷系統壓縮機，包括密封殼體、和在所述密封殼體內的線性壓縮機，所述壓縮機包括如權利要求1-19任一所述的汽缸部件組件，包括用于在所述汽缸套限定的汽缸內往復運動的活塞的活塞部件；和用于驅動活塞部件與汽缸部件之間的往復運動的線性電動機，所述線性壓縮機被懸掛以便在所述密封殼體內運行。
21.一種制造線性壓縮機的方法，為了組裝其汽缸和缸蓋部分，包括如下步驟通過溫差使汽缸殼架相對于汽缸套部件膨脹；將形成屏障的閥板經其敞開端插入所述汽缸殼架內；將所述汽缸套部件經所述敞開端插入所述汽缸殼架內，以便將所述閥板嚙合在收縮汽缸套端部與所述汽缸殼架之間，從而在所述汽缸的壓縮端與被所述汽缸殼架圍繞的缸蓋空間之間形成屏障；以及使所述汽缸套保持在該位置，直到所述汽缸殼架與所述汽缸套隨著所述溫差減小而嚙合。
22.一種用于線性壓縮機的汽缸和汽缸蓋組件，所述壓縮機組件如參照附圖描述并示出。
全文摘要
本發明涉及一種用于線性壓縮機的汽缸和汽缸蓋組件。該組件具有汽缸殼架，所述汽缸殼架具有限定在一端的汽缸蓋空間和沿遠離所述汽缸蓋空間軸線延伸的汽缸空間的內表面。所述汽缸空間具有經過所述汽缸殼架的壁的出口。本發明還包括一種在兩端開口的汽缸套。所述汽缸套位于所述構架內，而使外表面嚙合所述殼架的所述內表面的汽缸空間限定部分。閥板形成所述汽缸套的壓縮端和所述缸蓋空間之間的屏障。所述閥板被嚙合在所述汽缸殼架與所述汽缸套之間，以使所述閥板緊靠所述汽缸套的敞開端定位。
文檔編號F04B39/12GK101052804SQ200580037339
公開日2007年10月10日 申請日期2005年11月1日 優先權日2004年11月2日
發明者布賴恩·羅伯特·博尼費斯, 伊恩·坎貝爾·麥吉爾 申請人:菲舍爾和佩克爾應用有限公司